V roce 1996 se v autosalonech Saturnu v Kalifornii a Arizoně objevil akumulátorový elektromobil EV-1 od General Motors. Během následujících sedmi let bylo pronajato více než 1 000 modelů řidičům, kteří se chtěli obejít bez břemene tankování benzínu do svých vozů. GM však nakonec rozhodlo, že poptávka spotřebitelů a technologie baterií nejsou úplně na úrovni a většina těchto vozů skončila v drtícím zařízení.
Od 90. let 20. století cena paliva vyletěla do nebes a technologie baterií značně pokročila, takže GM se rozhodlo, že je čas udělat další trhlinu v elektromobilu. Tentokrát však dělají věci trochu jinak.
Pohonný systém E-Flex je zcela nová platforma od GM, od které se očekává, že bude základem vysoce očekávaného sedanu Chevrolet Volt, který má být uveden do showroomů do konce roku 2010. Tento systém vnáší do elektromobilu to, čemu inženýři říkají revoluční obrat – takový, který je poháněn elektrickou energií, ale dokáže ujet stovky kilometrů s pomocí spalovacího motoru.
"Vozidla E-Flex nevyžadují ke svému provozu žádnou podporu plynového motoru, na rozdíl od hybridu, který nemůže fungovat bez motoru," řekl mluvčí GM Dave Darovitz. "Náš motor není přímo spojen s koly a zapíná se pouze tehdy, když je baterie vybitá, a funguje jako stacionární palubní generátor, který vytváří další elektřinu pro dobíjení baterie a napájení vozu." Na rozdíl od hybridních vozů, jako je Toyota Prius – která používá malý elektromotor pro jízdu nízkou rychlostí a přechází na spalovací motor pro zrychlení a rychlejší jízdu – však GM považuje vozy postavené na platformě E-Flex spíše za elektromobily. než plug-in hybridy.
Po noci nabíjení (vystačí jakákoli domácí zásuvka) jsou kola vozu poháněna výhradně elektrickou energií z jeho akumulátoru. Benzínový motor se používá pouze k dobití baterie, jakmile se vybije.
Pokud v GM půjde vše podle plánu, mohou vozy poháněné E-Flexem ujet až 40 mil (64 kilometrů) pouze na elektrický pohon, bez použití kapky benzínu. Po 40 mílích (64 kilometrech) se počáteční nabití baterie auta vybije a spalovací motor – nazývaný prodlužovač dojezdu -- plynule se spustí, provozuje generátor, který nabíjí baterii a udržuje vůz v chodu na elektřinu.
V další části se podíváme na jádro platformy E-Flex – její baterii – a na to, kolik peněz byste ušetřili s autem, které na ní jezdí.
Obsah
Baterie E-Flex je pokročilá lithium-iontová baterie o hmotnosti 400 liber (181 kilogramů), která generuje až 16 kilowatthodin elektřiny.
Pokrok v technologii baterií, který v posledních letech umožnil tyto druhy zařízení, vysvětluje, proč vůz na platformě E-Flex dokáže to, co dělá. EV-1 například používal olověnou baterii, která měla stejný výkon jako vozidlo poháněné E-Flex, ale vážila asi o 2 200 liber (998 kilogramů) více.
Baterie E-Flex je také plochá, na rozdíl od válcových lithium-iontových baterií, které používá většina vozů tohoto typu. Ploché články zabírají méně místa než články válcové, takže do akumulátoru automobilu lze uložit více energie. Tyto buňky se také snadněji chladí a kondicionují, protože tekutina může snadno proudit přes plochý povrch.
Na rozdíl od běžných baterií, které se jednoduše umístí do motorového prostoru automobilu, je baterie E-Flex tak velká, že je ve skutečnosti zabudována do samotného automobilu. Baterie ve tvaru T prochází středem vozidla mezi předními a zadními koly, přičemž horní část „T“ je pod sedadlem zadního spolujezdce. Tím je baterie v bezpečí v případě nehody.
Jedinečnost platformy však vytváří výzvy, kterým musí GM čelit.
„Srdcem a duší [platformy E-Flex] je baterie s vozidlem nahoře,“ řekl Tony Posawatz, ředitel řady vozidel pro Chevrolet Volt. Inženýři vědí, jak navrhnout a postavit vozidla, řekl. „Ale osazení baterie, topení a chlazení, typy použitých materiálů… to všechno není známo.“
Na rozdíl od vodíkových palivových článků je to technologie, na kterou nebudeme muset čekat. "Infrastruktura je již pro elektrická vozidla zavedena," řekl Posawatz. "Elektřina stojí jeden nebo dva centy za míli, oproti 10 centům za míli u plynu."
Baterie E-Flex je spojena s elektromotorem, který pohání přední kola vozidla. V tomto režimu je zcela tichý a jediné, co řidič uslyší, je hluk vozovky.
Tento motor produkuje asi 120 kilowattů výkonu, což je zhruba ekvivalent asi 160 koňských sil na spalovací motor. Protože však elektromotory poskytují okamžitý točivý moment – nebudete muset motor vytáčet, abyste zažili jeho plný výkon – Chevrolet Volt nabídne podstatně lepší výkon.
Očekává se, že Volt zrychlí z nuly na 60 mph (97 kilometrů za hodinu) za méně než 9 sekund. Je to však pocit při startu vozu, který skutečně zapůsobí na řidiče chtivé výkonu. Zrychlení bude spíše jako u sportovního vozu s motorem V-6 než u malého ekonomického vozu. Vůz také využívá regenerativní brzdění , což znamená, že vůz shromažďuje kinetickou energii, když setrvačně nebo brzdí, a tuto energii využívá k dobíjení baterie. Mít baterii ve spodní části auta znamená také nízké těžiště.
Lithium-iontové baterie používané v autech poháněných E-Flex jsou tytéž, které provozují mobilní telefony a notebooky, jen jsou mnohem větší. Chcete-li nabít baterii, jednoduše zapojte auto do jakékoli 110voltové zásuvky – bude fungovat jakákoli běžná domácí zásuvka. GM očekává, že většina zákazníků bude nabíjet auto přes noc ve svých garážích, což je proces, který trvá asi šest hodin. Na 220voltovém okruhu budou řidiči potřebovat tři až čtyři hodiny na nabití baterie.
Inženýři GM se snaží postavit auto, které by mohl ovládat každý. Zatímco mnoho komponent vozidel E-Flex zní složitě, Andrew Farah, hlavní inženýr Volt, chce, aby lidé pochopili, že udržovat auto v chodu je stejně jednoduché jako zapojení spotřebiče. Volt má na své straně zástrčku pro zasunutí do nástěnných zásuvek pro nabíjení.
Čtěte dále a dozvíte se o roli, kterou hraje spalovací motor v Chevy Volt.
Jakmile baterie ztratí své počáteční nabití, je čas, aby prodlužovač dojezdu - název GM pro spalovací motor v přední části vozidla - začal pracovat. Na koncepčním voze Chevrolet Volt je to 1,0litrový (1000 kubických centimetrů) 3válcový motor navržený tak, aby poháněl generátor, který udržuje baterii nabitou. Pohání ho palivová nádrž o objemu 12 galonů (45 litrů).
"V typickém elektrickém vozidle máte baterii a elektromotor," řekl inženýr Andrew Farah. "To je vše, co potřebuješ, dokud ti nedojdou náboje... pak to musíš dotlačit domů." S plynovým motorem na platformě E-Flex to již není problém, řekl.
Účelem benzinového prodlužovače dojezdu je mít elektromobil, ve kterém řidiči nebudou neustále zírat na měřidlo, aby zjistili, kolik šťávy jim zbylo, než budou muset auto otočit a vydat se domů dobít.
Navzdory účinnosti elektromotoru musí řidiči pamatovat na to, aby měli plné nádrže. I když auto může ujet až 40 mil (64 kilometrů) na baterie, poté musí mít spuštěný plynový motor, aby poháněl generátor.
GM říká, že průměrný zákazník by měl ušetřit přibližně 500 galonů (1892 litrů) paliva ročně a téměř nikdy nemusí chodit na čerpací stanici nebo udržovat typické servisní plány motoru. Společnost doporučuje, aby bylo auto zapojováno tak často a na co nejdelší dobu, aby se baterie udržela v kondici.
V současné době inženýři GM pracují na tom, aby prodlužovač dojezdu byl poháněn benzinem a také směsí etanolu a benzinu E85. V Evropě experimentují také s naftou. Pracují také na variantě palivových článků E-Flex [zdroj:Farah]. Na tomto vozidle by byly prodlužovač dojezdu a generátor odstraněny a nahrazeny vodíkovými palivovými články. Na takovém vozidle Farah řekla:"Většinu času byste napájeli palivový článek a baterii ne tolik."
GM chce, aby platforma E-Flex byla z hlediska emisí a spotřeby paliva šetrná k životnímu prostředí. Zatím jsou na správné cestě:Vozy poháněné E-Flex neprodukují vůbec žádné emise během prvních 40 mil (64 kilometrů) ujetých kilometrů. Zatímco je vůz napájen z baterie, elektromotor nevypouští žádnou z chemikálií a látek znečišťujících ovzduší, kvůli kterým byla auta s benzínovým pohonem tak osočována.
Jakmile se spalovací motor spustí, inženýři GM odhadují, že řidiči ujedou s prodlužovačem dojezdu asi 50 mil na galon (21 kilometrů/litr). Koncepční vůz Chevy Volt nabízel celkový dojezd více než 600 mil (966 kilometrů), ale sériová verze má dojezd asi 360 mil (579 kilometrů) kvůli zmenšené velikosti plynové nádrže. Inženýři GM se prostě rozhodli, že další prostor v nádrži a další hmotnost nejsou nutné.
Představitelé GM trvají na tom, že změna dává smysl. "Vzhledem k tomu, že lidé téměř nikdy neujedou více než 400 mil bez zastavení, proč s sebou tahat všechno to palivo navíc, které možná nikdy nespotřebujete?" zeptal se Darovitz. Ve skutečnosti většina lidí možná nikdy nepoužije benzín, protože GM odhaduje, že více než 75 procent dojíždějících v USA ujede méně než 64 kilometrů denně [zdroj:Chevrolet].
Pokud s vozidly E-Flex půjde vše podle plánu, tito řidiči během každodenního dojíždění nikdy nespotřebují ani kapku benzínu ani neprodukují žádné škodlivé emise – ačkoli zmenšená velikost palivové nádrže může ironicky zvýšit spotřebu paliva vozidla. Ale pro případ, že by se tito řidiči rozhodli otestovat své nové pohonné jednotky a vyrazit na otevřenou silnici, auta stále ujedou asi 50 mil na galon (21 kilometrů/litr).
Kdy si tedy můžete koupit Chevy Volt a za kolik? Co dalšího mohou řidiči na platformě E-Flex najít? To zjistíte na další stránce.
Chevrolet Volt, představený v roce 2007 na North American International Auto Show (NAIAS), je prvním vozidlem na platformě E-Flex. Na rozdíl od dvoumístného, dvoudveřového EV-1 je Volt čtyřdveřový kompaktní sedan se čtyřmi sedadly. Do interiéru by se měl pohodlně vejít 6stopý 2palcový muž na předních i zadních sedadlech. Absence středového sedadla vzadu umožní místo pro baterii vozu ve středu vozu a udržuje střechu nízko pro lepší aerodynamiku. Aby bylo dosaženo úspory paliva, kterou GM požaduje, bude Volt extrémně aerodynamický.
Bude to chtít nějakou práci:Mnozí označili harmonogram vydání Voltu za extrémně ambiciózní. GM chce mít vozy na silnicích do konce roku 2010, což znamená rozsáhlé testování baterie a vývoj samotného vozu.
Baterie musí zůstat chladná. Musí to být bezpečné. Musí zvládat hrbolaté silnice a musí se také vyrábět sériově. Inženýři musí mít také auto samotné – v podstatě vše, co baterie ovládá – připravené k provozu k datu vydání.
Společnost cílila na 30 000 dolarů jako přiměřenou cenu za Volt, ale v posledních měsících představitelé GM o tomto čísle váhali a řekli novinářům, že cena Voltu bude spojena s cenou benzínu při uvedení vozu [zdroj:Blanco].
"Cena Chevroletu Volt ještě nebyla stanovena," řekl Darovitz. "Než cenu upřesníme, vyhodnotíme mnoho faktorů včetně vládních daňových úlev, výhod a hodnoty pro zákazníky, dalších dotací, nákladů na elektřinu versus úspory benzínu a počátečních objemů."
Několik měsíců po odhalení Voltu představil GM jeho bratranec, Opel Flextreme. Vůz E-Flex zaměřený na evropský trh, je to stylový pětidveřový hatchback se stejným srdcem jako Volt. Jedinou výjimkou je prodlužovač dojezdu Flextreme, což je 1,3litrový (1300 kubických centimetrů) turbodieselový agregát spíše než spalovací motor Volt. Díky tomu se Flextreme lépe hodí pro evropské země, jako je Německo, domácí trh Opelu, kde nafta pohání většinu vozidel.
V lednu 2008 se na autosalonu dostal Cadillac Provoq SUV. Využívá systém E-Flex spojený s vodíkovými palivovými články, aby dodal vozidlo, které může ujet 280 mil (451 kilometrů) na vodík a 20 mil (32 kilometrů) na energii z elektrické baterie – to vše bez emisí kromě vodní páry.
Zatímco Volt, Flextreme a Provoq jsou všechny stále ve fázi konceptu, Farah řekl, že komponenty E-Flex jsou navrženy pro použití v široké řadě vozidel. "Měli bychom být schopni rozšířit dostupnost tohoto druhu technologie, dát ji do všech druhů aut, které lidé chtějí," řekl.
Zdroje
